Что такое металлическое соединение?

Металлические связи - это химические связи, которые удерживают атомы вместе в металлах. Они отличаются от ковалентных и ионных связей, потому что электроны в металлической связи делокализованы, то есть они не распределяются только между двумя атомами. Вместо этого электроны в металлических связях свободно плавают через решетку металлических ядер. Этот тип соединения дает металлам множество уникальных свойств материала, в том числе отличную теплопроводность и электрическую проводимость, высокие температуры плавления и пластичность.

В большинстве металлов атомы упакованы близко друг к другу, так что каждый атом касается нескольких других атомов, создавая решетку. Электроны каждого атома делятся на орбиталях окружающих атомов. Это позволяет электронам мигрировать через решетку от своих родительских атомов, которые затем принимают новые электроны.

Атомы металла в структуре решетки всегда являются полными атомами, а не ионами. Хотя их положительно заряженные ядра притягивают электроны, они технически никогда не становятся ионами, потому что они не теряют электроны. Для каждого электрона, который притягивается к другому атому в структуре, новый электрон занимает свое место на исходной орбите.

В зависимости от типа металла и организации его решетчатой ​​структуры, металлические связи могут различаться по прочности. Тесно упакованные атомы будут создавать более прочные металлические связи, чем атомы, которые менее плотно упакованы. Металлы с большим числом электронов также будут сильнее, чем металлы с более малонаселенным электронным морем. Чем прочнее металлическое соединение, тем выше температура плавления металла.

Металлическое соединение также дает металлам отличную проводимость. Это связано с тем, что делокализованные электроны могут свободно перемещаться по металлической решетке, быстро перенося энергию в виде тепла или электричества. Некоторые металлы имеют электронные конфигурации, которые делают их особенно хорошими проводниками - их электроны легко переносятся с одного атома на другой. Медь является одним из лучших проводников и часто используется в электропроводке и других электрических приложениях из-за ее низкой стоимости.

Возможно, одним из величайших преимуществ металлов в материаловедении является их способность формоваться в форме или тонких проволок. Податливость металла обусловлена ​​металлической связью. Когда сила приложена, металл может деформироваться без разрушения, потому что делокализованные электроны переходят в другие атомы, позволяя атомам катиться мимо друг друга без сильного отталкивания. В качестве примера полезно представить опускание блока цемента в яму с резиновыми шариками - шарики не ломаются, а просто переставляются. Металлическая связь позволяет металлическому телу перестраиваться аналогичным образом.